DE2729244A1 - FELLING SILICIC ACID - Google Patents
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Description
7170 FH7170 FH
Die Erfindung betrifft eine hydrophobe Fällungskieselsäure sowie deren Verwendung als verstärkender Füllstoff in zu Elastomeren härtbaren Massen.The invention relates to a hydrophobic precipitated silica and its use as a reinforcing filler in to Elastomer curable compositions.
Füllstoffe sind feste Substanzen meist anorganischer Herkunft und verschiedener Zusammensetzung, deren Teilchen
fein- bis grobkörnig und von verschiedener Form sein können und die einem chemisch-technischen Produkt zugesetzt werden,
.um bestimmte Eigenschaften zu verbessern·Fillers are solid substances, mostly of inorganic origin and of various compositions, their particles
fine to coarse-grained and of various shapes and which are added to a chemical-technical product in order to improve certain properties
Gegenstand der Erfindung ist eine hydrophobierte Fällungskieselsäure, welche gekennzeichnet ist durch The invention relates to a hydrophobized precipitated silica which is characterized by
BET-Oberfläche m2/g 110 + kO BET surface area m 2 / g 110 + kO
Mittlere Grosse der PrimärteilchenMean size of the primary particles
aus EM-Aufnahmen mn 15 - 22from EM recordings mn 15 - 22
Trocknungsverlust nach DIN 55 921Loss on drying according to DIN 55 921
nach 2 Std. bei 105°C # <2,5after 2 hours at 105 ° C # <2.5
Glühverlust (bezogen auf die 2 Std.Loss on ignition (based on the 2 hours
bei 105°C getrocknete Substanz)substance dried at 105 ° C)
nach DIN 55 921 £ 5,5+1,5according to DIN 55 921 £ 5.5 + 1.5
pH-Wert (in 5 #iger wässrig-methanolischer Aufschlämmung) nach DIN
53200 7,5 + 1,0pH value (in 5 # aqueous-methanolic suspension) according to DIN
53200 7.5 + 1.0
Leitfähigkeit (in k #iger wässrigmethanolischer Aufschlämmung) /US (600 Conductivity (in k #iger wässrigmethanolischer slurry) / US (600
Stampfdichte des unentlüftetenTamped density of the non-vented
Stoffes nach DIN 53 19^ g/l 130 + kO Substance according to DIN 53 19 ^ g / l 130 + kO
Vasserbenetzbarkeit £0,1Water wettability £ 0.1
Kohlenstoffgehalt % 2,5+0,6Carbon content % 2.5 + 0.6
Wasseraufnahme bei 300C und 30# RF # 1,2 + 0tk Water absorption at 30 0 C and 30 # RF # 1.2 + 0 t k
bei 300C und 70# RF % 1,5+0,5at 30 0 C and 70 # RH% 1.5 + 0.5
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen hydrophoben Fällungskieselsäure kann der Trocknungsverlust von 2,5 bis 0,0 ^ betragen. Die Leitfähigkeit der erfindungsgemässen hydrophoben Fällungskieselsäure kann von 50 bis /US betragen. Die Wasserbenetzbarkeit kann von 0 bis 0,05 betragen. In a preferred embodiment of the invention hydrophobic precipitated silica can reduce the loss on drying from 2.5 to 0.0 ^. The conductivity of the invention hydrophobic precipitated silica can be from 50 to / US amount. The water wettability can be from 0 to 0.05.
•08881/0474 2 • 08881/0474 2
717C FH717C FH
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen hydrophoben Fällungskieselsäure, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man in eine Originalfällungssuspension eine Fällungskieselsäure mit den folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten (Kenndaten erhalten nach Abtrennung von der Fällungssuspension, intensivem Vaschworgang mit Wasser und Langzeittrocknung der hydrophilen Fällungskieselsäure):The invention also relates to a process for the preparation of the hydrophobic precipitated silica according to the invention, which is characterized in that In an original precipitation suspension, a precipitated silica with the following physical-chemical characteristics (characteristics obtained after separation from the precipitation suspension, intensive washing process with water and long-term drying of the hydrophilic precipitated silica):
BET-Oberflache nach DIN 66 131 m2/g I60 + kO Mittlere Grosse der PrimärteilchenBET surface area according to DIN 66 131 m 2 / g I60 + kO mean size of the primary particles
aus EM-Aufnahmen mn 14-22from EM recordings mn 14-22
Trocknungsverlust nach DIN 55 921Loss on drying according to DIN 55 921
nach 2 Std. bei 105°C 1» 2,5-4,0after 2 hours at 105 ° C 1 » 2.5-4.0
Glühverlust (bezogen auf die 2 Std.
bei 105°C getrocknete Substanz)nach
DIN 55 921 1> 3,5 + 1,0Loss on ignition (based on the 2 hours
substance dried at 105 ° C)
DIN 55 921 1> 3.5 + 1.0
pH-Wert (in 5 #iger wässriger Aufschlämmung) nach DIN 53 200 7,0 - 8,5pH value (in 5 # aqueous slurry) according to DIN 53 200 7.0 - 8.5
Leitfähigkeit (in 4 #iger wässrigerConductivity (in 4 # aqueous
Aufschlämmung) /US (6OOSlurry) / US (6OO
Stampfdichte des unentlüftetenTamped density of the non-vented
Stoffes nach DIN 53 194 g/l 1^0 + 40Substance according to DIN 53 194 g / l 1 ^ 0 + 40
S0_-Gehalt (bezogen auf die 2 Std.S0_-salary (based on the 2 hours
bei 105°C getrocknete Substanz) # 0,3 Na^O-Gehalt (bezogen auf die 2 Std.substance dried at 105 ° C) # 0.3 Na ^ O content (based on the 2 hrs.
bei IO50C getrocknete Substanz) $ 0,3at IO50C dried substance) $ 0.3
ein Hydrophobierungsmittel unter Aufrechterhaltung eines al kaiischen pH-Wertes eingibt, die so erhaltene Mischung nachrührt, abtrennt, langzeittrocknet, das erhalten Produkt 60 bis 180 Minuten, vorzugsweise 70 bis 13O Minuten bei einer Temperatur von 200 bis Ί00 C tempert und vermahlt·a water repellent while maintaining an al Kaiischen pH, the mixture thus obtained is stirred, separated, dried for a long time, the product obtained 60 to 180 minutes, preferably 70 to 130 minutes for one Temperature from 200 to Ί00 C annealed and ground
808881/0474808881/0474
7170 FH7170 FH
Die Originalfällungssuspension der hydrophilen Fällungskieselsäure kann wie folgt erhalten werden:The original precipitation suspension of the hydrophilic precipitated silica can be obtained as follows:
In einem Reaktionsbehälter wird 1 Volumen-Teil Wasser vorgelegt. Langsam werden 0,15 bis 0,25 Volumen-Teile Wasserglaslösung (Modul SiO2 j Na2° =3,5 und 26 # SiO2) und 0,015 bis 0,025 Volumen-Teile H2SO^ ( $6 #ig) unter Rühren zu der Vorlage gegeben, wobei in der Mischung während der Zugabe ein alkalischer pH-Wert eingehalten wird. Nach Abschluss der Zugabe von Wasserglas und H„SO. liegt der pH-Wert der erhaltenen Suspension im schwach alkalischen Bereich.1 part by volume of water is placed in a reaction vessel. 0.15 to 0.25 parts by volume of water glass solution (module SiO 2 y Na 2 ° = 3.5 and 26 # SiO 2 ) and 0.015 to 0.025 parts by volume of H 2 SO ^ ( $ 6 #ig) are slowly added with stirring given to the template, an alkaline pH value is maintained in the mixture during the addition. After the addition of water glass and H “SO. the pH of the suspension obtained is in the weakly alkaline range.
Als Hydrophobierungsmittel können Organosiliciumverbindungen, die mit der in wässriger Phase suspendierten hydrophilen Fällungskieselsäure umgesetzt werden, welche bisher für eine derartige Umsetzung verwendet wurden. Bevorzugt sind solche der allgemeinen FormelAs a hydrophobing agent, organosilicon compounds, which are suspended in the aqueous phase with the hydrophilic Precipitated silica are implemented, which have previously been used for such a reaction. Those are preferred the general formula
(R3Si)aZ,(R 3 Si) a Z,
wobei R gleiche oder verschiedene, einwertige, gegebenenfalls substituierte und/oder polymere, Kohlenwasserstoffreste bedeuten, al oder 2 und Z Halogen, Wasserstoff oder ein Rest der Formel -OH, AOR, -NRX, -ONR2, -SR, -OOCR, -0-, -N(x)- oder -S- ist, worin R jeweils die oben dafür angegebene Bedeutung hat und X Wasserstoff ist oder die gleiche Bedeutung wie R hat. Beispiele für derartige, Organosiliciumverbindungen sind Hexamethyldisilazan, Triraethylsilan, Trimethylchlorsilan, Trimethyläthoxysilan, Triorganosiliylmercaptane, wie Trimethylsilylmercaptan, Triorganosilylacylate, wie Vinyldimethylacetoxysilan, Triorganosilylamine, wie Trimethylsilylisopropylamin, Trimethylsilyläthylamin, Dimethylphenylsilylpropylamin und Vinyldimethylsilylbutylamin, Triorganosilylaminoxyverbiiidunge, wie Diäthylaminoxytrimethylsilan und Diäthylaminoxydimethylphenylsilan, ferner Hcxamethyldisiloxan, 1,3 Divinyltetramethyldisiloxan, 1,3 Diphenyltetramethyldisiloxan und 1,3 Diphenylhexamethyldilazan.where R is identical or different, monovalent, optionally substituted and / or polymeric hydrocarbon radicals, a1 or 2 and Z is halogen, hydrogen or a radical of the formula -OH, AOR, -NRX, -ONR 2 , -SR, -OOCR, - 0-, -N (x) - or -S-, where R in each case has the meaning given above and X is hydrogen or has the same meaning as R. Examples of such organosilicon compounds are hexamethyldisilazane, Triraethylsilan, trimethylchlorosilane, trimethylethoxysilane, Triorganosiliylmercaptane as trimethylsilylmercaptan, Triorganosilylacylate as vinyldimethylacetoxysilane, Triorganosilylamine as Trimethylsilylisopropylamin, Trimethylsilyläthylamin, Dimethylphenylsilylpropylamin and Vinyldimethylsilylbutylamin, Triorganosilylaminoxyverbiiidunge as Diäthylaminoxytrimethylsilan and Diäthylaminoxydimethylphenylsilan, further Hcxamethyldisiloxan, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, 1,3 diphenyltetramethyldisiloxane and 1,3 diphenylhexamethyldilazane.
608881/0474 k 608881/0474 k
7170 FH7170 FH
-χ.-χ.
Weitere Beispiele für Organosiliciumverbindungen, die mit in wässriger, alkalischer phasensuspendierter, hydrophiler Fällungskieselsäure im Rahmen der Erfindung umgesetzt werden können, sind Dimethyldichlorsilan, Dimethyldiäthoxysilan, Dimethyläthoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiäthoxysilan, Vinylmethyldimethoxysilan und Octamethylcyclotetrasiloxan und/oder in den endständigen Einheiten je eine Si-gebundene Hydroxylgruppe enthaltende Dimethylpolysiloxane mit 2 bis 12 Siloxaneinhciten je Molekül.Other examples of organosilicon compounds that are used with in aqueous, alkaline phase-suspended, hydrophilic precipitated silica can be implemented within the scope of the invention, are dimethyldichlorosilane, dimethyldiethoxysilane, Dimethylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, Vinylmethyldimethoxysilane and octamethylcyclotetrasiloxane and / or one each in the terminal units Dimethylpolysiloxanes containing Si-bonded hydroxyl groups with 2 to 12 siloxane units per molecule.
Es können Gemisch aus verschiedenen Organosiliciumverbindungen mit der in wässriger Originalfällungssuspension vorliegenden Fällungskieselsäure umgesetzt werden.It can be a mixture of different organosilicon compounds be reacted with the precipitated silica present in the original aqueous precipitation suspension.
Xn einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann man als Hydrophobierungsmittel Dimethyldichlorsilan einsetzen.In a preferred embodiment of the invention, you can use dimethyldichlorosilane as a water repellent.
Die OrganosjLiciumverbindungen, die mit der in wässriger, alkalischer Originalsuspension vorliegenden hydrophilen Fällungskieselsäure umgesetzt werden, werden vorzugsweise in Mengen von 5 bis 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der damit umzusetzenden Fällungskieselsäure eingesetzt.The OrganosjLiciumverbindungen that with the in aqueous, alkaline Hydrophilic precipitated silica present in the original suspension are preferably reacted in quantities from 5 to 30% by weight, based in each case on the weight of the with it precipitated silica to be converted is used.
Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung der erfindungsgemässe'n hydrophoben Fällungskieselsäure als verstärkender Füllstoff in zu Elastomeren härtbaren Massen auf der Basis von Diorganopolysiloxanen. So kann in einer bevorzugten Ausführungsform die erfindungsgemässe hydrophobe Fällungskieselsäure in 1-Komponenten-Silikonkautschuk-Fugendichtungsmassen eingesetzt werden.The invention also relates to the use of the invention hydrophobic precipitated silica as a reinforcing filler in compositions curable to give elastomers on the Based on diorganopolysiloxanes. Thus, in a preferred embodiment, the hydrophobic precipitated silica according to the invention can be used in 1-component silicone rubber joint sealing compounds can be used.
Desweiteren kann sie in bei Raumtemperatur härtbaren Organopolysiloxanelastomeren wie vorzugsweise z.B. in einer Zweikomponenten Siliconabdruckmasse eingesetzt werden.It can also be used in organopolysiloxane elastomers curable at room temperature such as are preferably used, for example, in a two-component silicone impression compound.
5. -5. -
•09881/0474• 09881/0474
/ι/υ - rf -. / ι / υ - rf -.
* 27292U* 27292U
Erfindungsgemäss kanndie hydrophobe Fällungskieselsäure in heissvulkanisierenden Diorganopolysiloxan-Elastomeren eingesetzt werden. Diese können beispielsweise als Kabelisolationsmasse eingesetzt werden.According to the invention, the hydrophobic precipitated silica be used in hot-vulcanizing diorganopolysiloxane elastomers. This can be used, for example, as a cable insulation compound can be used.
Als Diorganopolysiloxane können alle Diorganopolysiloxane verwendet werden, die bisher als Grundlage für zu Organopolysiloxanelastomere bei Raumtemperatur (RTV) nur wenig erhöhter· Temperatur (LTV) oder hoher Temperatur (HTV) härtbare bzw. härtende Massen verwendet wurden bzw. verwendet werden konnten. Sie können z.B. durch die allgemeine FormelAs diorganopolysiloxanes, all diorganopolysiloxanes can be used that have hitherto been used as the basis for organopolysiloxane elastomers at room temperature (RTV) only slightly increased temperature (LTV) or high temperature (HTV) curable or hardening compositions were used or could be used. For example, you can go through the general formula
Z Si(R)-O- j Si(R ) θΊ- Si(R)-Z n 3-n L * -1 x 3-n11 Z Si (R) -O- j Si (R) θΊ- Si (R) -Z n 3-n L * - 1 x 3-n 11
wiedergegeben werden, worin R gleiche oder verschiedene, einwertige, gegebenenfalls substituierte und/oder polymere Kohlenwasserstoffreste,Z eine Hydroxylgruppe, hydrolysierbare Gruppe und/oder hydrolysierbares Atom oder im Falle des Vorliegens von bei nur wenig erhöhter Temperatur härtbaren Massen Alkenylgruppen bedeuten, η 1,2 oder 3 und χ eine ganze Zahl im Wert von mindestens 1 ist.are reproduced, where R is identical or different, monovalent, optionally substituted and / or polymeric hydrocarbon radicals, Z a hydroxyl group, hydrolyzable Group and / or hydrolyzable atom or in the case of the presence of curable at only slightly elevated temperature Masses mean alkenyl groups, η 1,2 or 3 and χ a whole Number is worth at least 1.
Beispiele für Kohlem>rasserstoffrest R sind Alkylreste, wie Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyl-, Hexyl- und Octylreste; .Alkenylroste, wie der Vinyl-, Allyl-, Äthylallyl- und Butadienylrest; und Arylreste ,wie der Phenyl- und Tolylrest.Examples of carbon radicals R are alkyl radicals, such as Methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl and octyl radicals; .Alkenyl rusts, such as the vinyl, allyl, ethylallyl and butadienyl radicals; and aryl radicals such as the phenyl and tolyl radical.
Beispiele für substituierte Kohlenwasserstoffreste R sind insbesondere halogenierte Kohlenwasserstoffreste,wie der 3t3i3-Trifluorpropylrest, Chlorphenyl- und Bromtolylrest;Examples of substituted hydrocarbon radicals R are, in particular, halogenated hydrocarbon radicals, such as the 3t3i3-trifluoropropyl radical, chlorophenyl and bromotolyl radical;
und Cyanalkylrcste, wie der beta-Cyanäthylrest,and cyanoalkyl radicals, such as the beta-cyanoethyl radical,
Beispiele für polymere (auch als "modifizierende1· bezeichen bare) substituierte und unsubstituierte Kohlenwasserstoffreste R sind über Kohlenstoff an Silicium gebundene PoIystyryl-, Polyvinylacetat-, Polyacrylat-, Polymethacrylat- und Polyacrylnitrilreste.Examples of substituted polymers (also known as "modified 1 x inscribedable bare) and unsubstituted hydrocarbon radicals R are bonded to silicon via carbon PoIystyryl-, polyvinyl acetate, polyacrylate, polymethacrylate and polyacrylonitrile.
809881/0474809881/0474
- 6.- 6.
- 7170 γη- 7170 γη
27292U27292U
Mindestens der überwiegende Teil der-Reste R besteht vor allem wegen der leichteren Zugänglichkeit vorzugsweise aus Methylgruppen. Die gegebenenfalls vorhandenen übrigen Reste R sind insbesondere Vinyl- und/oder Phenylgruppen«At least the majority of the radicals R are present mainly because of the easier accessibility, preferably from methyl groups. Any remaining residues present R are in particular vinyl and / or phenyl groups «
Insbesondere im Falle des Vorliegens von unter Ausschluss von Wasser lagerfähigen, bei Zutritt von Wasser bei Raumtemperatur zu Elastomeren härtenden Hassen handelt es sich bei Z meist um hydrolysierbare Gruppen. Beispiele für solche Gruppen sind Amino-, Amido-, Aminoxy-, Oxira-, Alkoxy-, Alkoxyalkoxy-(z.B. CH OCH2CH2O-), Alkenyloxy- (z.B. H2C=(CH3)CO-), Acyloxy- und Phosphatgruppen. Vor allem wegen der leichteren Zugänglichkeit sind als Z Acyloxygruppen, insbesondere Acetoxygruppen, bevorzugt. Es werden jedoch auch z.B. mit Oxir.gruppen, vie solchen der Formel -ON=C(CH_) (C2H5), als Z ausgezeichnete Ergebnisse erzielt. . .In particular in the case of the presence of hates which can be stored with the exclusion of water and which harden to form elastomers on exposure to water at room temperature, Z are mostly hydrolyzable groups. Examples of such groups are amino, amido, aminoxy, oxira, alkoxy, alkoxyalkoxy (e.g. CH OCH 2 CH 2 O-), alkenyloxy (e.g. H 2 C = (CH 3 ) CO-), acyloxy - and phosphate groups. Acyloxy groups, in particular acetoxy groups, are preferred as Z, primarily because they are easier to access. However, excellent results are also achieved, for example, with oxir groups, such as those of the formula -ON = C (CH_) (C 2 H 5), as Z. . .
Beispiele für hydrolysierbare Atome Z sind Halogen- und Vasserstoffatome. Examples of hydrolyzable atoms Z are halogen and hydrogen atoms.
Beispiele für A'lkenylgruppen Z sind insbesondere Vinylgruppen.Examples of alkenyl groups Z are, in particular, vinyl groups.
Es können gleiche oder verschiedene Z an ein Si-Atom gebunden sein. , .Identical or different Z can be bonded to a Si atom be. ,.
Ee können Gemische aus verschiedenen Diorganopolysiloxanen verwendet werden.Ee can be mixtures of different diorganopolysiloxanes be used.
Aus der erfindungsgemässen hydrophoben Fällungskieselsäure werden durch Vermischen mit Diorganopolysiloxanen und gegebenenfalls weiteren Stoffen bei Raumtemperatur oder nur wenig erhöhter Temperatur, gegebenenfalls nach Zusatz von Vernetzungsmitteln, zu Elastomeren härtbare Massen, insbesondere unter Ausschluss von Wasser lagerfähige, bei Zutritt von Wasser bei Raumtemperatur zu Elastomeren härtende Massen hergestellt. Dieses Vermischen kann in beliebiger bekannter Weise z.B. in mechanischen Mischgeräten, erfolgen·The hydrophobic precipitated silica according to the invention becomes by mixing with diorganopolysiloxanes and optionally other substances at room temperature or only slightly higher Temperature, if appropriate after the addition of crosslinking agents, masses curable to give elastomers, in particular with exclusion Prepared masses that can be stored in water and harden to form elastomers upon exposure to water at room temperature. This Mixing can take place in any known manner, e.g. in mechanical mixing devices.
809881/0474 " 7# "809881/0474 " 7 # "
170 FH170 FH
Vorzugsweise werden die erfindungsgemäss verwendeten Füllstoffe in Mengen von 5 bis 50 Gew.-^, bezogen auf das Gesamtgewicht der zu Elastomeren härtbaren Massen, eingesetzt· Bei HTV-Organopolysiloxanelastomeren können von 5 bis 50 Gew.-^ eingesetzt, werden. Bei RTV-Organopolysiloxanelastoraeren können von 5 bis 35, vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-^ eingesetzt werden.The fillers used according to the invention are preferred in amounts of 5 to 50 wt .- ^, based on the total weight of the compounds that can be hardened to form elastomers, used for HTV organopolysiloxane elastomers can be used from 5 to 50 wt .- ^, will. With RTV organopolysiloxane elastomers from 5 to 35, preferably 5 to 25 wt .- ^ are used.
Liegen in den reaktionsfähige endständige Einheiten enthaltenden Diorganopolysiloxanen als einzige raktionsfähige endständige Einheiten solche mit Si-gebundenen Hydroxylgruppen vor, so müssen diese Diorganopolysiloxane, um sie in an sich bekannter Weise zu härten bzw. um sie in durch das in der Luft enthaltende Wasser, gegebenenfalls unter Zugabe von weiterem^ Wasser, zu Elastomeren härtende Verbindungen zu überführen, mit Vernetzungsmittel, gegebenenfalls in Gegenwart eines Kondensationskatalysators in bekannter Weise umgesetzt werden. Bei HTV-Diorganopolysiloxanelastomeren können bei entsprechen hohen Temperaturen organische Peroxide, wie z.B. Bi.s-2.4-dichlorobenzoylperoxid, Benzoylperoxid, Di-cumylperoxid tert. Butylperbenzoat oder tert. Butylperacetat als Vernetzer eingesetzt werden.The diorganopolysiloxanes containing reactive terminal units are the only reactive terminal units Units with those with Si-bonded hydroxyl groups must have diorganopolysiloxanes in order to make them known per se Way to harden or to them in by the water contained in the air, optionally with the addition of further ^ Water to convert compounds hardening to elastomers, with a crosslinking agent, optionally in the presence of a condensation catalyst be implemented in a known manner. In the case of HTV diorganopolysiloxane elastomers, can correspond to high temperatures organic peroxides such as Bi.s-2.4-dichlorobenzoyl peroxide, Benzoyl peroxide, di-cumyl peroxide tert. Butyl perbenzoate or tert. Butyl peracetate used as a crosslinker will.
Als heissvulkanisierende Organosiloxane können solche verwendet werden, deren organische Substituenten aus Methyl-, Äthyl-, Phenyl-, Trifluormethylphenyl 1 F CC^-H, -\ oder TrimethylsilmethylenrestenHCH„)_SiCH -\bestehen, z.B. Dimethyl-, Diäthyl-, Phenylmethyl-, Phenyläthyl-, Äthylmethyl-, Trimethylsilylmethylenmethyl-, Trimethylsilylmethylenäthyl-, Trifluormethylphenylmethyl- oder Trifluormethylphenyläthylsiloxane bzw. Mischpolymerisate solcher Verbindungen. Ausserdem können die Polyraersiate begrenzte Mengen von Diphenylsiloxan-, Bis-trimethylsiiyimethylensiloxan-, Bistrifluormethylphenylsiloxaneinheiten sowie auch Siloxane mit Einheiten der Formel FiSiO _ und R SiO enthalten, wobei R einen der obigen Reste dai-stellt.As hot-vulcanizing organosiloxanes, those can be used whose organic substituents consist of methyl, ethyl, phenyl, trifluoromethylphenyl 1 F CC ^ -H, - \ or trimethylsilmethylene radicals HCH ") _ SiCH - \, e.g. dimethyl, diethyl, phenylmethyl, Phenylethyl, ethylmethyl, trimethylsilylmethylenemethyl, trimethylsilylmethyleneethyl, trifluoromethylphenylmethyl or trifluoromethylphenylethylsiloxanes or copolymers of such compounds. In addition, the polymers can contain limited amounts of diphenylsiloxane, bis-trimethylsiiyimethylene-siloxane, bis-trifluoromethylphenylsiloxane units and also siloxanes with units of the formula FiSiO _ and R SiO, where R is one of the above radicals.
8. -8th. -
809881/0474809881/0474
7170 ΓΗ7170 ΓΗ
Beispiele TUr Vernetzungsmittel sind insbesondere Silane der allgemeinen FormelExamples of crosslinking agents are, in particular, silanes the general formula
worin R die oben dafür angegebene Bedeutung hat, Z, eine '; hydrolysierbare Gruppe und/oder ein hydrolysierbares Atom und t 3 oder h ist. Die oben angeführten Beispiele für hydrolysierbare Gruppen Z und hydrolysierbare Atome Z gelten im vollen Umfang auch für die hydrolysierbaren Gruppen Z1 und die hydrolysierbaren Atome Z'.wherein R has the meaning given above for it, Z, an '; hydrolyzable group and / or a hydrolyzable atom and t is 3 or h . The examples given above for hydrolyzable groups Z and hydrolyzable atoms Z also apply in full to the hydrolyzable groups Z 1 and the hydrolyzable atoms Z '.
Beispiele für Silane der oben angegebenen Formel sind Methyl-' triacetoxysilane, Isopropyltriacetoxysilan, Jsopropoxytriace*-. oxysilan, Vinyltriacetoxysilan, Methyltrisdiäthylamino'oxysilan, Mcthyltris(-cyclohexylamino)-silan, Methyltris (-difithylphosphato)-silan und Me thyltris (-ine thläthylketoximo )-silan· Examples of silanes of the formula given above are methyl- ' triacetoxysilane, isopropyltriacetoxysilane, isopropoxytriace * -. oxysilane, vinyltriacetoxysilane, methyltrisdiäthylamino'oxysilane, Methyltris (-cyclohexylamino) -silane, methyltris (-difithylphosphato) -silane and methyltris (-ine thläthylketoximo) -silane
Anstelle von oder im Gemisch mit Silanen der oben angegebenen Formel können ferner z.B. auch Polysiloxane verwendet werden, die je Molekül mindestens 3 Z'-Gruppen bzw. -Atome enthalten, wobei die nicht durch Z'-Gruppen bzw. -Atome abgesättigten Siliciumvalenzen durch Siloxansauerstoffatome und gegebenfalls R-Gruppen abgeaättigt sind. Die bekanntesten Beispiele für Vernetzer der letzteren Art sind das Polyäthylsilikat mit einem SiO -Gehalt von etwa ^O Gew.-^, Hexaäthoxydisiloxan und Methylwasserstoff polysiloxane ·Instead of or in a mixture with silanes of the formula given above, polysiloxanes, for example, can also be used, which contain at least 3 Z 'groups or atoms per molecule, those which are not saturated by Z 'groups or atoms Silicon valences are saturated by siloxane oxygen atoms and optionally R groups. The best known examples of crosslinkers of the latter type are the polyethylene silicate with an SiO content of about ^ O wt .- ^, hexaethoxydisiloxane and methyl hydrogen polysiloxane
«08881/0474«08881/0474
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Die bekanntesten Beispiele für Kondensationskatalysatoren sind Zinnsalze von Fettsäuren, wie Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat und Zinn-(ll)-octoat.The best-known examples of condensation catalysts are tin salts of fatty acids, such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate and tin (II) octoate.
Liegen in den reaktionsfähige endständige Einheiten enthaltenden Diorganopolysiloxane als einzige reaktionsfähige, endständige Einheiten solche mit Alkenylgruppen vor, so kann die Härtung zu Elastomeren in bekannter Weise mit Organopolysiloxanen, die durchschnittlich mindestens 3 Si-gebundene Wasserstoffatorne je Molekül enthalten, wie Methylvasscrstoffpolysiloxan, in Gegenwart von die Anlagerung von Alkenylgruppen an Si-gebundenen Wasserstoff fördernden Katalysatoren, wie Platin-(iv)-chlorosäure, erfolgen. Es liegen dann bei Raumtemperatur oder nur wenig erhöhter Temperatur (meist 50 bis 80°C [härtbare (LTV) Massen vor.Are in the reactive terminal units containing diorganopolysiloxanes as the only reactive, terminal units are those with alkenyl groups, the curing to elastomers can be carried out in a known manner with organopolysiloxanes, which contain an average of at least 3 Si-bonded hydrogen atoms per molecule, such as methyl hydrogen polysiloxane, in the presence of catalysts promoting the addition of alkenyl groups to Si-bonded hydrogen, such as platinum (iv) chloro acid. There are then at room temperature or only slightly elevated temperature (usually 50 to 80 ° C [curable (LTV) masses).
Schliesslich sei als weiteres Beispiel für die Härtung zu. Elastomeren diejenige mittels polycyclischer Organopolysiloxane in Gegenwart von Äquilibrierungskatalysatoren, wie Phosphornitrilchloriden, genannt.Finally, let us see another example of hardening. Elastomers those using polycyclic organopolysiloxanes in the presence of equilibration catalysts such as phosphonitrile chlorides.
Selbstverständlich können die zu Elastomeren härtbaren Massen. ausser Diorganopolysiloxanen, erfindungsgemässe Fällungskieselsäm-e Vernetzungsmiiteln und Vernetzungskatalysatoren, gegebenenfalls herköinmlicherweise meist oder häufig in zu Elastomeren härtbaren Massen verwendete Füllstoffe enthalten« Beispiele für solche Stoffe sind Füllstoffe mit einer Ober-It goes without saying that the compositions which can be hardened to give elastomers can be used. In addition to diorganopolysiloxanes, precipitated silica seeds according to the invention Crosslinking agents and crosslinking catalysts, where appropriate, usually usually or frequently in too Elastomer curable masses contain fillers used «Examples of such substances are fillers with a top
fläche unterhalb pO m /g, wie Quarzmohl, Diatomeenerde, ferner Zirkoniumsilikat und Calciumcarbonat, ferner unbehandeltes, pyrogen erzeugtes Siliciumdioxyd, organische Harze, wie Polyvinylchloridpulver, Organopolysiloxanharze, faserige Füllstoffe, wie Asbest, Glasfasern und organische Fasern, Pigmente, lösliche Farbstoffe, Duftstoffe, Korrosionsinhibitoren, die Massen gegen den Einfluss von Wasser stabilisierende Mittel, wie Essigsäureanhydrid, die Härtung verzögernde Mittel, wie Benzotriazol und Weichmacher, wie durch Trimethylsiloxygruppen endblockerte Dimethylpolysiloxane.area below pO m / g, such as quartz flour, diatomaceous earth, further zirconium silicate and calcium carbonate, further untreated, pyrogenic silicon dioxide, organic resins such as polyvinyl chloride powder, organopolysiloxane resins, fibrous fillers such as asbestos, glass fibers and organic fibers, pigments, soluble dyes, fragrances, Corrosion inhibitors, agents that stabilize the masses against the influence of water, such as acetic anhydride, agents that delay hardening, such as benzotriazole, and plasticizers, such as dimethylpolysiloxanes which are end-blocked by trimethylsiloxy groups.
• 08881/0474 . 10. .• 08881/0474. 10 . .
7170 ro7170 ro
Die angeführte Kombination physikalisch-chemischer Stoffdaten der erfindungsgemässen hydrophoben Fällungskieselsäure führt aufgrund ihrer ausgezeichneten Oispergierbarkeit zu einem hochwirksamen Verstärkerfüllstoff. Der gegenüber den bekannten Fällungskieselsäuren deutlich herabgesetzte Gleichgewichts-Feuchtigkeitsgehalt bringt Vorteile bei der Verarbeitung, z.B. bei der drucklosen Vulkanisation, bei welcher im Vergleich zum Einsatz der bekannten, hydratisierten Fällungskieselsäure blasenärmere Vulkanisate anfallen. Der niedrige Elektrolytgehalt in Kombination mit dem niedrigen Feuchtegehalt führt schliesslich zu guten elektrischen Eigenschaften der Vulkanisate. In kalthärtenden Silikonkautschuk-Dichtungsmassen zeigt die erfindungsgemässe hydrophobe Fällungskieselsäure aufgrund ihres geringen Wassergehaltes Vorteile für die Lagerfähigkeit der nicht ausgehärteten Hassen.The combination of physico-chemical properties of the hydrophobic precipitated silica according to the invention given leads to a highly effective reinforcing filler due to its excellent dispersibility. The equilibrium moisture content, which is significantly lower than that of the known precipitated silicas, has advantages during processing, for example in the case of pressureless vulcanization, which results in vulcanizates with fewer bubbles compared to the use of the known, hydrated precipitated silicic acid. The low electrolyte content in combination with the low moisture content ultimately leads to good electrical properties of the vulcanizates. In cold-curing silicone rubber sealing compounds, the hydrophobic precipitated silica according to the invention shows advantages for the shelf life of the uncured hate because of its low water content.
Die Herstellung, die physikalisch-chemischen Daten und die Anwendung der erfindungsgemässen hydrophoben Fällungskieselsäure werden anhand der folgenden Beispiele näher erläutert und beschrieben: The manufacture, the physico-chemical data and the application of the hydrophobic precipitated silica according to the invention are explained and described in more detail using the following examples:
Herstellung der Originalfällungssuspension einer hydrophilen Fällungskieselsäure für die anschliessende Nasshydrophobierung.Production of the original precipitation suspension of a hydrophilic precipitated silica for the subsequent wet hydrophobization.
In einem Reaktionsbehälter werden 50,O m Wasser vorgelegt.50.0 m of water are placed in a reaction vessel.
3 13 1
Langsam werden 9,2 nr Wasserglaslösung und 0,9 mr H_SO. unter Rühren zu der Vorlage gegeben, wobei in der Mischung während der Zugabe ein alkalischer pH-Wert eingehalten wird. Nach Abschluss der Zugabe von Wasserglas und H_SO. liegt der pH-Wert der erhaltenen Suspension im alkalischen Bereich.Slowly 9.2 nr water glass solution and 0.9 mr H_SO. added to the template with stirring, an alkaline pH value being maintained in the mixture during the addition. After the addition of water glass and H_SO. the pH of the suspension obtained is in the alkaline range.
- 13. -- 13. -
•08881/0474• 08881/0474
7170 FH7170 FH
Zur Charakterisierung der hydrophilen Fällungskieselsäure wird ein Teil der Suspension abfiltriert, elektrolytarm gewaschen, anschliessend im Trockenschrank bei 105 C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und mit Hilfe einer Stiftmühle vermählen.To characterize the hydrophilic precipitated silica, part of the suspension is filtered off, washed with little electrolyte, then in a drying cabinet at 105 C until the weight is constant dried and ground with the help of a pin mill.
Die erhaltene hydrophile Fällungskieselsäure weist die folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten auf:The obtained hydrophilic precipitated silica has the following physico-chemical characteristics on:
BET-Oberflache nach DIN 66 131BET surface according to DIN 66 131
Mittlere Grosse der Primärteilchen aus EM-AufnahmenMean size of the primary particles from EM images
Trocknungsverlust nach DIN 55 921 nach 2 Std. bei IO50CLoss on drying according to DIN 55 921 after 2 hours at IO50C
Glühverlust (bezogen auf die 2 Std. bei 1050C getrocknete Substanz) nach DIN 55 921Loss on ignition (based on the substance dried at 105 ° C. for 2 hours) according to DIN 55 921
pH-Wert (in 5 5&iger wässriger Aufschlämmung nach DIN 53 200pH value (in 5 5% aqueous slurry according to DIN 53 200
Leitfähigkeit (in k %iger wässriger Aufschlämmung)Conductivity (in k % aqueous slurry)
Stampfdichte des unentlüfteten Stoffes nach DIN 53Tamped density of the non-vented material according to DIN 53
SO_-Gehalt (bezogen auf die 2 Std. bei 105°C getrocknete Substanz)SO_ content (based on the substance dried for 2 hours at 105 ° C)
Na„O-Gehalt (bezogen auf die 2 Std. bei 105°C getrocknete Substanz)Na "O content (based on the 2 hours substance dried at 105 ° C)
Eine Probe von k,0 g Kieselsäure wird mit 50 ml vollentsalztem Wasser in einem 150 ml Becherglas erhitzt und eine Minute unter Rühren gekocht. Anschliessend wird die Suspension in einen 100 ml-Messkolben überführt, abgekühlt und mit vollentsalztem Wasser bis zur Marke aufgefüllt. Nach Umschütteln wird die Mess· zelle des Leitfähigkeitsmessgerätes zunächst mit der zu messenden Suspension vorgespült und dann gefüllt bzw. die Messzelle in die Suspension eingetaucht. Die elektrische Leitfähigkeit wird am Messgerät abgelesen und die Temperatur der Suspension box der Messung bestimmt·A sample of k.0 g of silica is heated with 50 ml of deionized water in a 150 ml beaker and boiled for one minute while stirring. The suspension is then transferred to a 100 ml volumetric flask, cooled and made up to the mark with deionized water. After shaking, the measuring cell of the conductivity measuring device is first rinsed with the suspension to be measured and then filled or the measuring cell is immersed in the suspension. The electrical conductivity is read on the measuring device and the temperature of the suspension box of the measurement is determined
•08881/0474• 08881/0474
- 12. -- 12. -
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27292U27292U
Berechnung; Die elektrische Leitfähigkeit wird in /US bezogen auf 20°C angegeben. Calculation ; The electrical conductivity is given in / US based on 20 ° C.
Herstellung einer durch Nasshydrophobierung erhaltenen erfindungsgemässen hydrophoben FällungskieselsäureProduction of a product according to the invention obtained by wet hydrophobization hydrophobic precipitated silica
Zu 10 1 einer wässrigen Originalfällungssuspension der Fällungskieselsäure gemäss Beispiel 1 mit einer Festetoffkonzentration von 57,9 s/l werden unter Einhaltung eines pH-Vertes der Suspension von 8,5 193 g Dimethyldichlorsilan während einer Zeit von 30 Minuten unter intensivein Rühren eingegeben. Nach einer anschliessenden Mischzeit von 60 Minuten wird die zu 25 $ mit Dimethyldichlorsilan belegte Fällungskieselsäure abgetrennt, bei 105°C getrocknet, bei 350°» getempert und anschliessend vermählen.To 10 1 of an aqueous original precipitation suspension of the precipitated silica according to Example 1 with a solids concentration of 57.9 s / l while maintaining a pH-Vertes of the suspension of 8.5 193 g of dimethyldichlorosilane entered over a period of 30 minutes with intensive stirring. After a After a mixing time of 60 minutes, the precipitated silica, which is 25% coated with dimethyldichlorosilane, is separated off, dried at 105 ° C, tempered at 350 ° »and then ground.
trennt, bei 105°C getrocknet, bei 35O°C 2,0 Stunden langseparates, dried at 105 ° C, at 350 ° C for 2.0 hours
Die erhaltene hydrophobe Fällungskieselsäure weist die folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten auf:The resulting hydrophobic precipitated silica has the following physical-chemical characteristics:
Glühverlust bei 1000°C nach DI davon Feuchte bei 105°C nach D pH-Wert nach DIN 33 200
BET-Oberfläche nach DIN 66 131 Vasserbenetzbarkeit
Leitfähigkeit
C-GehaltLoss on ignition at 1000 ° C according to DI of which moisture at 105 ° C according to D pH value according to DIN 33 200
BET surface according to DIN 66 131 water wettability
conductivity
C content
Vasseraufnähme bei 300C und 30 bei 300C und 70Vasseraufnähme at 30 0 C and 30 at 30 0 C and 70
Stampfdichte des unentlüfteten StoffesTamped density of the non-vented material
nach DIN 53 194 g/l 130according to DIN 53 194 g / l 130
In der folgenden Analysemethode wild die Bestimmung der wasserbenetzbaren Anteile hydrophober Kieselsäure beschrieben.In the following analytical method wild the determination of the water-wettable Described proportions of hydrophobic silica.
•08881/0474• 08881/0474
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Durchführung der Bestimmung; Execution of the determination ;
0,2 g hydrophober Kieselsäure werden mit 50 ml destilliertem Wasser in einen 250 ml-Schütteltrichter gegeben und 1 Minute mit Hilfe eines Turbula-Mischers mit höchster Drehzahl geschüttelt. 0.2 g of hydrophobic silica are placed in a 250 ml separating funnel with 50 ml of distilled water and 1 minute shaken with the help of a Turbula mixer at maximum speed.
Nach kurzem Absetzenlassen der benetzten Anteile werden 45 ml der Suspension nach schonendem Umschwenken in eine Abdampfschale abgelassen, auf einem Wasserbad eingedampft und dann bei 105°C getrocknet.After allowing the wetted parts to settle for a short time, 45 ml After gently swirling the suspension, drained it into an evaporation dish, evaporated it on a water bath and then dried at 105 ° C.
ο . · Trockenrückstand »100 4 . . . Berechnung: r = jo wasserbenetzbare ο . · Dry residue »100 4 . . . Calculation: r = jo water-wettable
Einwaage AnteileWeighed-in proportions
Bei der Bestimmung der Feuchtigkeitsaufnahine wird die maximale oder zeitabhängige Feuchtigkeitsaufnahne von Kieselsäuren in Abhängigkeit von der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit bestimmt.When determining the moisture absorption, the maximum or time-dependent moisture absorption of silicas as a function of temperature and relative humidity certainly.
Durchführung der Bestinnung: Execution of the determination :
Eine Kieselsäureprobe von ca. 2,5 E wird auf 0,1 ng genau in ein trockenes austariertes Wägeglas eingewogen und 2 Stunden bei 105°C getrocknet. Nach deia Erkalten vird das Gewicht auf einer Analysenwaage bestimmt. Anschliessend wird das offene Vägeglas mit der Probe in einem Kliniaschrank bei vorgegebener Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit aufbewahrt". Es kann dann entweder ein Feuchtigkeitsaufnahmezeitdiagramm oder A silica sample of approx. 2.5 U is weighed to the nearest 0.1 ng into a dry, tared weighing bottle and dried for 2 hours at 105 ° C. After cooling down, the weight is determined on an analytical balance. The open weighing jar with the sample is then stored in a clinical cabinet at a specified temperature and relative humidity. "It can then be either a moisture absorption time diagram or
die maximale Feuchtigkeitsaufnahme ermittelt werden, üblicherweise erfolgt die Bestimmung bei the maximum moisture absorption can be determined, usually the determination takes place at
3O0C und 30 $> relativer Luftfeuchtigkeit 300C und 70 <f> relativer Luftfeuchtigkeit3O 0 C and 30 $> relative humidity 30 0 C and 70 <f> relative humidity
•08881/0474• 08881/0474
7170 FH7170 FH
Berechnung: g Auswaage r 100 = $ FeuchtigkeitsaufnahmeCalculation: g weight r 100 = $ moisture absorption
g Einwaage *g weight *
* getrocknete Probe* dried sample
Anwendung einer erfindungsgemässen hydrophoben Fällungskieselsäure in kalthärtenden 1-Komponenten-Siliconkautschukmassen. In diesem Beispiel wird die hydrophoben erfindungsgemässe Fällungskieselsäure nach Beispiel 2 als Verstärkerfüllstoff und Thixotropierungsmittel in einer 1-Komponenten-Silikonkautschuk-Fugendichtungsmasse (kaltvulkanisierend) geprüft.Use of a hydrophobic precipitated silica according to the invention in cold-curing 1-component silicone rubber compounds. In this example, the hydrophobic precipitated silica according to the invention according to Example 2 is used as a reinforcing filler and thixotropic agent Tested in a 1-component silicone rubber joint sealant (cold vulcanizing).
Bei den Versuchen werden die Kieselsäure Aerosil 150 der Firma Degussa sowie das Handelsprodukt HDK H2000 der Firma Wacker zum Vergleich in der gleichen Silikonkautschukmasse geprüft.In the tests, the silica Aerosil 150 from Degussa and the commercial product HDK H2000 from Wacker are used Comparison tested in the same silicone rubber compound.
TJTJ
HDK H2000 ist eine hochdisperse Kieselsäure, welche durch Flammenhydrolyse von flüchtigen Siliciumverbindungen "hergestellt und anschliessend durch Umsetzung mit Organosilanen hydrophobiert wird. Sie ist daher an der Oberfläche dicht mit Trimethylsilylgruppen belegt und weist die folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten auf:HDK H2000 is a highly dispersed silica, which by flame hydrolysis of volatile silicon compounds "and then is made hydrophobic by reaction with organosilanes. It is therefore dense on the surface with trimethylsilyl groups is documented and has the following physical-chemical characteristics:
Oberfläche nach BET m'/g 170 + 30BET surface area m '/ g 170 + 30
SiO2-GehaltSiO 2 content
Schüttgewicht ungepresstUnpressed bulk weight
Feuchtigkeit nach DIN 53 198 Verf. A 2 Std. bei 105°CMoisture according to DIN 53 198 method A 2 hours at 105 ° C
Glühverlust nach DIN 52 911 2 Std. bei 1000ocLoss on ignition according to DIN 52 911 2 hours at 1000oc
pH-Wert nach DIN 53 200 in k £igerpH according to DIN 53 200 in the k £ strength
Dispersion in Wasser-Methanol -1:1 6,7-7,7Dispersion in water-methanol -1: 1 6.7-7.7
Grit nach Mocker (DIN 53 580) anhaftendes HClMocker grit (DIN 53 580) adhering HCl
- 15.- 15.
809881/0474809881/0474
Gew.-#Weight #
g/lg / l
> 97> 97
ca 90approx 90
Gew.-4Weight-4
<0,020<0.020
Al2O3 Fe2O3 TiO2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 TiO 2
Aerosil 150 ist eine pyrogen hergestellte Kieselsäure mit den folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten:Aerosil 150 is a pyrogenic silica with the the following physical-chemical characteristics:
(2 Std. bei 1O5°C7(2 hours at 1O5 ° C7
1000OC71000OC7
ger Dispersion)pH-Vert (DIN 53 200) (in 4 iger aqueous
ger dispersion)
* bezogen auf die 2 Stunden bei 10000C geglühte Substanz.* based on the substance annealed at 1000 ° C. for 2 hours.
Dabei wird die folgende Rezeptur mit Acetat-Härter zugrunde gelegt:The following recipe with acetate hardener is used as a basis:
68.4 Gew.-Teile Dimethylpolydiloxan mit Hydroxylendgruppen68.4 parts by weight of dimethylpolydiloxane with hydroxyl end groups
271 Gew.-Teile Dirnethylpolysiloxan mit Trimethylsiloxyend-271 parts by weight of dirnethylpolysiloxane with trimethylsiloxyend-
gruppen Viskosität 1000 cStgroup viscosity 1000 cSt
4,5 Gew.-Teile Methyltriactstoxysilan (Vernetzer) 0,005 Gew.-Teile Dibutylzinndiacetat plus zu prüfende Kieselsäure '4.5 parts by weight methyltriactstoxysilane (crosslinker) 0.005 part by weight of dibutyltin diacetate plus silica to be tested '
16. -16.-
009881/0474009881/0474
7170 FH7170 FH
Die Einarbeitung der Kieselsäure erfolgt nach1"Zugabe des Vernetzers in einem evakuierbaren Planetenmischer·The incorporation of the silica takes place after 1 "addition of the crosslinker in an evacuable planetary mixer.
Die noch pastöse Fugendichtungsmasse bzw· deren 7 Tage an der Luft gehärtetes Vulkanisat wurde danach folgendem Test unterzogen: The still pasty joint sealing compound or 7 days on the Air cured vulcanizate was then subjected to the following test:
a) Extrudierbarkeit nach ASTM 2^52-69a) Extrudability according to ASTM 2 ^ 52-69
b) Standvermögen nach der Hütchenmethodeb) Stability according to the hat method
c) Modul bei 100 # Dehnung nach DIN 53 5O4c) Module at 100 # elongation according to DIN 53 5O4
d) Zugfestigkeit nach DIN 53 50h d) Tensile strength according to DIN 53 50h
e) Bruchdehnung nach DIN 53 5O4e) Elongation at break according to DIN 53 5O4
f) Weiterreissfestigkeit nach DIN 53 515f) Tear strength according to DIN 53 515
g) Shore-A-Härte nach DIN 53 505g) Shore A hardness according to DIN 53 505
Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der nachfolgenden Tabelle I zusammengefasst. Dabei lässt sich gegenüber den bekannten pyrogenen hydrophilen Kieselsäuren Aerosil 150 sowie der hydrophoben Kieselsäure HDK H2000 folgender technischer Fortschritt feststellen:The results of these studies are shown below Table I summarized. Compared to the known pyrogenic hydrophilic silicas, Aerosil 150 and the hydrophobic silica HDK H2000 determine the following technical progress:
- Aerosil 150 lässt sich nur bis zu 8 Jb in die 1-Komponenten-Dichtungsmasse
einarbeiten· Ein höherer Füllungsgrad führt
zu einer schwer verarbeitbaren Masse· Das einem Füllungsgrad
von 8 *f> erzeilbare Niveau der mechanischen Daten entspricht
dem bisher üblichen Stand der Technik.- Aerosil 150 can only be worked into the 1-component sealant up to 8 Jb · A higher degree of filling leads to
to a mass that is difficult to process · The level of mechanical data that can be achieved with a filling level of 8 * f> corresponds to the current state of the art.
- Hingegen wird mit der erfindungsgemässen Kieselsäure gemäss
Beispiel 2 bei einem Füllungsgrad von 20 $ ein wesentlich
höheres Niveau der mechanischen Daten erreicht, die den gestellten Anforderungen an high-strength Dichtungsmassen genügen.
Die Extrudierbarkeit der Masse ist bei diesem Füllungsgrad voll befriedrigt. Auch die Lagerstabilität ist gut.
On the other hand, with the silica according to the invention according to Example 2, a filling level of $ 20 becomes essential
A higher level of mechanical data is achieved, which meets the requirements placed on high-strength sealing compounds. The extrudability of the mass is completely reduced with this degree of filling. The storage stability is also good.
- 17.- 17th
609881/0474609881/0474
vr. Zo vr. Zo
Hingegen ist bei einem Füllungsgrad von 20 % das Werteniveau der mechanischen Daten des Handelsproduktes HDK H2000, das den neuesten Stand der Technik präsentiert, nicht dem der 'mit der erfindungsgemässen Fällungskieselsäure gefüllten Vuikanisate vergleichbar. Dies gilt besonders für die Zugfestigkeit und die Bruchdehnung, die beide h5 $> unter den entsprechenden Werten der erfindungsgemässen Kieselsäure liegen. Erst bei Erhöhung des Füllungsgrades auf 25 $ lässt sich das Datenbildung für HDK H2000 voll angleichen.On the other hand, at a filling level of 20 %, the value level of the mechanical data of the commercial product HDK H2000, which represents the latest state of the art, is not comparable to that of the vuicanisates filled with the precipitated silica according to the invention. This applies in particular to the tensile strength and the elongation at break, which are both h5 $> below the corresponding values of the silica according to the invention. Only when the degree of filling is increased to $ 25 can the data generation for HDK H2000 be fully aligned.
überraschenderweise wurde somit festgestellt, dass sich unter Verwendung von nur 20 ^b der erfindungsgemässen Fällungskieselaäure ein zum Teil deutlich besseres Eigenschaftsbild (als 25 $> IDK H2000) erreichen lässt. Dei den spührbar niedrigen Herjtcllkosten im Vergleich zu hyrogener hydrophober Kieselsäure eröffnen sich dadurch zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten.Surprisingly, it was thus found that using only 20 ^ b of the precipitated silica according to the invention, a property profile that is in some cases significantly better (than $ 25> IDK H2000) can be achieved. The noticeably low manufacturing costs compared to hyrogenic hydrophobic silica open up additional application possibilities.
Prüfung einer erfindungsgemässen hydrophoben Fällungskieselsäure ,^emäss Beispiel 2 in einer I-Komponenten-Silicon-Dichtungsnasse pyrogene Kieselsäure des Standes der Technik.Testing of a hydrophobic precipitated silica according to the invention , ^ em according to Example 2 in an I-component silicone sealant Prior art fumed silica.
Kiesels äuretyp Type ISilicic acid type Type I
Lagerstabilita;Storage stability;
Standvermögen Extrudierbar-(llütchenj keit methode) (g/rain)Stability Extrudable- (llütchenj speed method) (g / rain)
Kieselsäure gem. Beisp. 2Silicic acid according to example 2
Aerosil 150Aerosil 150
HDK 112000HDK 112000
2020th
2020th
gut gutgood Good
gut gutgood Good
8,2 nach 0 Tagen 8,0 nach 28 Tagen8.2 after 0 days 8.0 after 28 days
8 nach 0 Tagen8 after 0 days
8 nach 28 Tagen8 after 28 days
19 nach 0 Tagen 22 nach 28 Tagen19 after 0 days 22 after 28 days
1 1 nach 0 Tagf3n1 1 after 0 days f3n
9 nach 28 Tagen9 after 28 days
- G0W.-/O, bezogen auf GcsamtniiscVm-τ/χ - G0W .- / O, based on GcsamtniiscVm-τ / χ
3Q9831 /C3Q9831 / C
COPYCOPY
/ r/u/ r / u
27292U27292U
Typeieseic acidet
Type
keitTensile strength
speed
dehnungfracture
strain
reiss-
festig-
keitFurther-
tear
consolidate
speed
HärteShore A
hardness
jera.Beisp. 2silica
jera. Example 2
I32
I.
Gew.-^, bezogen auf GesamtmischungWt .- ^, based on the total mixture
Herstellung einer durch Nasshydrophobierung erhaltenen, erfindungsgemässen hydrophoben Fällungskieselsäure. Zu 12 1 einer Originalfällungssuspension der Fällungskieselsäure geraäss Beispiel 1 mit einer Feststoffkonzentraticn von 57,9 g/l werden unter Aufrechterhaltung eines pH-Wertes der Suspension von 8,5 175,6 Q Dimethyldichlorsilan während einer Zeit von 30 Minuten unter intensivem Rühren eingegeben. Nach einer anschliessenden Mischzeit von 60 Minuten wird die zu 20 5° rait Dimethyldish.lorsilan belegte Fällungskieselsäure bei 105 C getrocknet, bei 35O C 1,5 Std. getempert und anscliliessend vermählen. Die erhaltene Fällungskieselsäure weist die folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten auf:Production of a hydrophobic precipitated silica according to the invention obtained by wet hydrophobization. To 12 l of an original precipitation suspension of the precipitated silica according to Example 1 with a solids concentration of 57.9 g / l, while maintaining a pH of the suspension of 8.5, 175.6 Q dimethyldichlorosilane is added over a period of 30 minutes with vigorous stirring. After a subsequent mixing time of 60 minutes, the precipitated silica coated to 20 5 ° with dimethyldish.lorosilane is dried at 105 ° C., tempered at 35 ° C. for 1.5 hours and then ground. The precipitated silica obtained has the following physical-chemical characteristics:
llühverlust bei 1000 C nach DIN 55 921Loss on ignition at 1000 C according to DIN 55 921
lavon Feuchte bei I05 C nach DIN 55921lavon humidity at I05 C according to DIN 55921
jH-Wert nach DIN 53 200 3ET-0berflache nach DIN 66 131jH value according to DIN 53 200 3ET surface according to DIN 66 131
5,55.5
0,40.4 7,5 947.5 94
808881/0474808881/0474
COPYCOPY
XXXX
7170 FH7170 FH
Vasserbenetzbarkeit LeitfähigkeitWater wettability conductivity
C-GehaltC content
Wasseraufnähme bei 30°C und 30$ RFWater absorption at 30 ° C and 30 $ RH
bei 30°C undat 30 ° C and
Stampfdichte des unentlüftoten Stoffes nach DlN 53 194Tamped density of the non-ventilated material according to DIN 53 194
RFRF
USUS
0,06 920.06 92
2,1 1,3 2,02.1 1.3 2.0
137137
Anwendung einer erfindungsgemussen hydrophoben Fällungskieselsäure in Kabelmassen auf der Basis von Organopolysiloxanen.Use of a hydrophobic precipitated silica according to the invention in cable compounds based on organopolysiloxanes.
In diesem Beispiel wird die erf indungsgeinässe hydrophobe Fällungskieselsäure nach Beispiel k als Verstärkerfüllstoff in heissvulkanisierendon Siliconkautschuk eingearbeitet und auf den elektrischen Durchgangswiderstand der damit hergestellten Vulkanisate geprüft.In this example, the erf indungsgeinässe hydrophobic precipitated silica according to Example is incorporated as a reinforcing filler in silicone rubber heissvulkanisierendon and tested on the electrical resistance of the vulcanizates produced therewith k.
Dank seiner ausgezeichneten dielektrischen Eigenschaften findet heissvulkanisierender Siliconkautschuk auch Anwendung als hochwertiges Kabelisolationsrnaterial. Als Verstärkerfüllstoff wird hierbei üblicherweise hochaktive pyrogene Kieselsäure wegen ihrer Einheit und günstigen dielektrischen Eigenschaften eingesetzt. Es ist bekannt, dass die Isoiationseigenschaften weiter verbessert werden, wenn die ausvulkanisierten Massen noch einem längeren Tempcrungsprozess (mindestens 6 Stunden) bei höheren Temperaturen ( um 200 C) unterworfen werden.Thanks to its excellent dielectric properties it takes place Hot-vulcanizing silicone rubber also used as a high-quality cable insulation material. As a reinforcing filler usually highly active fumed silica because of this their unity and favorable dielectric properties are used. It is known that the insulation properties continue can be improved if the fully vulcanized masses still undergo a longer tempering process (at least 6 hours) at higher temperatures Temperatures (around 200 C) are subjected.
Bei den Prüfungen zu diesem Beispiel wurde nach folgender Rezeptur gearbeitet:The following recipe was used in the tests for this example worked:
- 20. -- 20. -
Θ0Θ881/0Α7ΑΘ0Θ881 / 0Α7Α
COPYCOPY
27292U27292U
1OO Gew.-Teile Diinethylpolysiloxan mit Trimethyl-1OO parts by weight of diinethylpolysiloxane with trimethyl
siloxy-Endgruppen sowie einem Gehalt an Vinylgruppensiloxy end groups and a content of vinyl groups
40 Gew.-Teile Kieselsäure40 parts by weight of silica
1,4 Gew.-Teile Bis-2.4dichlorbenzoylperoxid ( 501.4 parts by weight bis-2.4 dichlorobenzoyl peroxide (50
als Paste in Siliconöl)as paste in silicone oil)
Vulkanisation : 7 min bei 130 C Temperung : 0 oder 6 h bei 200°C Konditionierung : 24 Std. bei 22°C und 80Vulcanization: 7 min at 130 ° C Tempering: 0 or 6 hours at 200 ° C Conditioning: 24 hours at 22 ° C and 80
feuchtigkeithumidity
rel. Luftrel. air
Die Ergebnisse der Prüfung im Vergleich zu Aerosil 200 , einer pyrogenen Kieselsäure der Firma Degussa, sind in Fig. 1 dargestellt. Wie aus den Kurven hervorgeht, lassen sich mit der erfindungsgemässen Fällungskieselsäure überraschenderweise ähnlich gute Widerstandswerte erzielen wie mit der pyrogenen Kieselsäure, Weiterhin wurde überraschenderweise gefunden, dass sich mit der erfindungsgemässen Kieselsäure die guten elektrischen Eigenschaften auch ohne den o.g. aufwendigen Temperungsprozess erzielen lassen. Neben den günstigeren Herstellkosten liegt hierin ein weiterer Vorteil der erfindung.-.^eniassen Fällungskieselsäure.The results of the test in comparison with Aerosil 200, a pyrogenic silica from Degussa, are shown in FIG. As can be seen from the curves, with the inventive Surprisingly, precipitated silica achieve resistance values that are as good as those achieved with fumed silica, Furthermore, it has surprisingly been found that the silica according to the invention has the good electrical properties can also be achieved without the complex tempering process mentioned above permit. In addition to the more favorable manufacturing costs, this is another advantage of the precipitated silica according to the invention.
* Aerosil 200 ist ein durch Flammenhydrolyse von flüchtigen Siliciumverbindungen hergestellte hochdisper3e Kieselsäure, welche die folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten aufweisen:* Aerosil 200 is a flame hydrolysis of volatile silicon compounds Manufactured highly disperse silica, which has the following physical-chemical characteristics:
Oberfläche nach BETBET surface area
Mittlere Grosso der Priinärteilchen Stampfvolumen (DIN 53 194) verdichtete WareMean gross of the primary particles tamped volume (DIN 53 194) compacted goods
ml/100 g v ,
ml / 100 g
70012th
700
909881/0474909881/0474
- 21- 21st
oopyoopy
808881/0474808881/0474
7 i/O FH7 i / O FH
272924A272924A
Trocknungsverlust (DIN 53 Verf.A) 2 Std. bei 1O5°CLoss on drying (DIN 53 Verf.A) 2 hours at 1O5 ° C
Glühverlust (DIN 52 911)Loss on ignition (DIN 52 911)
2 Std. bei 1OOO°C Gew.-% <1,52 hours at 100 ° C% by weight <1.5
pH-Wert (DIN 53 200) in k #igerpH value (DIN 53 200) in k #iger
Claims (1)
methanolischer Aufschlämmung)methanolic slurry)
e/i W.
egg
Stoffes nach DIN 53 194 Tamped density of the non-vented
Substance according to DIN 53 194
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